Endbericht - NachhaltigWirtschaften.at
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Elektrofahrzeug auch mögliche stark wachsende konkurrierende Anwendungen der Metalle“ vorliegen. Es fand eine Unterscheidung statt, ob der prioritäre Rohstoff in kg-, g- oder mg- Mengen pro PKW eingesetzt wird. Dabei wurden auch Informationen eines Workshops verarbeitet, in denen Experten aus der Automobil- und Zulieferindustrie in Deutschland vertreten waren. Abbildung 75: Prioritäre Rohstoffe im Elektrofahrzeug (grafisch modifiziert, nach Buchert et al. (2011)) Zusätzlich entsteht durch die Verwendung massereicher Akkumulatoren (Batterien) im Elektro-, Plug-in-Hybrid- und Hybridfahrzeug ein deutlich erhöhter Bedarf für Li, Co, Ni, Mn und Lanthanoiden (siehe Abschnitt „Akkumulatoren für Elektromobilität, Elektroantrieb, Hybridsysteme“). 10.1.5 KFZ-Katalysatoren Bei der Demontage eines Samples von 400 Fahrzeugen wurde im Jahr 2005 eine mittlere Katalysator-Masse von 4,0 kg festgestellt [Weatherhead und Hulse 2005]. In Österreich liegt die durchschnittliche Katalysator-Masse pro Alt-KFZ im Jahr 2011 bei ca. 5,9 kg [Kletzmayr und Gratz 2012]. Der entsprechende Masseanteil an der Gesamtmasse der Altfahrzeuge beträgt 0,4 % bis 0,7 %. Autokatalysatoren bzw. PKW-Katalysatoren bestehen aus einer Metallhülle und einem Trägermaterial auf dem die eigentliche Katalysatorschicht aufgebracht ist. Die folgenden Daten zum Aufbau und Zusammensetzung stammen von Boll (2008), Gieshoff und Southward (2012) sowie Mairec (2012). Als Träger der Katalysatorschicht(en) dient ein temperaturresistenter Wabencorpus aus Keramik (Cordierit, 2MgO·2Al 2 O 3·5SiO 2 , „Monolith“ 212
genannt) oder einem Geflecht von Metallfolien einer Fe-Cr-Al-Legierung („Metalit“), welcher/welches eine hohe Anzahl dünnwandiger Kanäle aufweist. Cordierit ist temperaturbeständig und besitzt einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten sowie große chemische Beständigkeit. Der Marktanteil von Monolith-Trägern am Gesamtmarkt der KFZ- Katalysatoren beträgt ca. daher 93 % [Boll 2008]. Auf dem Träger befindet sich der so genannte Washcoat. Dieser besteht aus sehr porösem Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) und dient zur Vergrößerung der Oberfläche sowie als mikroskopisch kleiner bzw. Nano-Träger für die katalytisch aktiven Elemente und Verbindungen. Im Washcoat befinden sich die katalytisch aktiven Edelmetalle Platin, Rhodium und Palladium und das für die Oxidation und Reduktion von Sauerstoff zuständige Ceroxid (sowie teilweise auch Barium-, und Spuren von Zirkoniumoxid, Lanthanoxid und Yttriumoxid). Die keramische Basis ist durch spezielle Matten (meist Fasermatten, seltener Drahtgeflechte) in einem metallischen Corpus, dem so genannten Canning, verankert. Der Katalysator ist fest im Abgasstrang des Fahrzeuges verbaut und besitzt zum Teil weitere Anschlussmöglichkeiten für Lambdasonden oder Thermoelemente. Für den Edelmetallgehalt werden unterschiedliche Werte angegeben, wobei auch verschiedene Dimensionen Einsatz finden, welche die Vergleichbarkeit der Daten erschweren: o 0,5 bis 5 g pro l Keramik [Gieshoff und Southward 2012] o 1,8 bis 5,3 g pro l Katalysator-Volumen [Eurokat 2012] o ca. 1 g pro 3 kg Keramik („Monolith“) [Kuchta 2004] Während der Lebensdauer der Kraftfahrzeuge treten Pt-Verluste auf, welche die Platin- Masse des Katalysators bis zur Verwertung geringfügig (um wenige %) verringern. Die Platinemissionen betragen rund 0,5 bis 0,65 mg je 1.000 gefahrene km [Kümmerer 1999, Rüdel et al. 2004]. Bezogen auf 200.000 km sind diese Verluste rund 0,1 bis 0,13 g Pt pro Fahrzeug. Die Edelmetall-Masse pro PKW liegt im Bereich von 1 bis 3 g [Hagelüken, 2007]. Es ist davon auszugehen, dass bei fast allen der 91.000 (im Jahr 2009) in Österreich verschrotteten Fahrzeuge ein Recycling der Edelmetalle aus dem Katalysator erfolgte. Die entsprechende Edelmetall-Masse beträgt demnach ca. 93 bis 273 kg. Aus der globalen Nachfrage von Pt, Pd und Rh im KFZ-Sektor lässt sich ein Masseverhältnis von ca. Pt : Pd : Rh von ca. 5 : 5 : 1 im Edelmetallanteil ablesen. Dies ergibt folgende grobe Schätzung der Pt-, Pd- und Rh-Massen aus der Demontage von KFZ-Katalysatoren in Österreich: o o Platin und Palladium: jeweils ca. 40 bis 130 kg/a Rhodium: ca. 8 bis 25 kg/a 213
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Elektrofahrzeug auch mögliche stark wachsende konkurrierende Anwendungen der Metalle“<br />
vorliegen. Es fand eine Unterscheidung st<strong>at</strong>t, ob der prioritäre Rohstoff in kg-, g- oder mg-<br />
Mengen pro PKW eingesetzt wird. Dabei wurden auch Inform<strong>at</strong>ionen eines Workshops<br />
verarbeitet, in denen Experten aus der Automobil- und Zulieferindustrie in Deutschland<br />
vertreten waren.<br />
Abbildung 75: Prioritäre Rohstoffe im Elektrofahrzeug (grafisch modifiziert, nach Buchert et al. (2011))<br />
Zusätzlich entsteht durch die Verwendung massereicher Akkumul<strong>at</strong>oren (B<strong>at</strong>terien) im<br />
Elektro-, Plug-in-Hybrid- und Hybridfahrzeug ein deutlich erhöhter Bedarf für Li, Co, Ni, Mn<br />
und Lanthanoiden (siehe Abschnitt „Akkumul<strong>at</strong>oren für Elektromobilität, Elektroantrieb,<br />
Hybridsysteme“).<br />
10.1.5 KFZ-K<strong>at</strong>alys<strong>at</strong>oren<br />
Bei der Demontage eines Samples von 400 Fahrzeugen wurde im Jahr 2005 eine mittlere<br />
K<strong>at</strong>alys<strong>at</strong>or-Masse von 4,0 kg festgestellt [We<strong>at</strong>herhead und Hulse 2005]. In Österreich liegt<br />
die durchschnittliche K<strong>at</strong>alys<strong>at</strong>or-Masse pro Alt-KFZ im Jahr 2011 bei ca. 5,9 kg [Kletzmayr<br />
und Gr<strong>at</strong>z 2012]. Der entsprechende Masseanteil an der Gesamtmasse der Altfahrzeuge<br />
beträgt 0,4 % bis 0,7 %.<br />
Autok<strong>at</strong>alys<strong>at</strong>oren bzw. PKW-K<strong>at</strong>alys<strong>at</strong>oren bestehen aus einer Metallhülle und einem<br />
Trägerm<strong>at</strong>erial auf dem die eigentliche K<strong>at</strong>alys<strong>at</strong>orschicht aufgebracht ist. Die folgenden<br />
D<strong>at</strong>en zum Aufbau und Zusammensetzung stammen von Boll (2008), Gieshoff und<br />
Southward (2012) sowie Mairec (2012). Als Träger der K<strong>at</strong>alys<strong>at</strong>orschicht(en) dient ein<br />
temper<strong>at</strong>urresistenter Wabencorpus aus Keramik (Cordierit, 2MgO·2Al 2 O 3·5SiO 2 , „Monolith“<br />
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